2020版高考一轮复习化学新课改省份专用学案:第十章第2课时 实验基础(2)——基本操作“步步清”
展开第2课时 实验基础(2)——基本操作“步步清”
知识点一 掌握化学实验的基本操作
1.试剂的取用
(1)根据试剂的性状和用量选择取用方法
①一般试剂的取用
取用 试剂 | 固体试剂 | 液体试剂 | ||||
粉末 | 块状 | 一定量 | 少量 | 多量 | 一定量 | |
使用 仪器 | 药匙(或纸槽) | 镊子 | 用托盘天平称量 | 胶头滴管 | 用试剂瓶倾倒 | 用量筒、滴定管(或移液管)量取 |
②特殊试剂的取用
试剂 | 取用方法 |
金属钠、钾等活泼金属 | 用镊子取出一些金属钠或钾后,用滤纸吸干表面的煤油,放在玻璃片或白瓷板上用小刀切割一小块,余下的立即放回原瓶 |
白磷 | 用镊子夹持住白磷,用小刀在水下切割 |
液溴 | (在通风橱中)先捏瘪滴管胶头,再伸入下层吸取(上层为水溶液层),因液溴有很强的腐蚀性,要注意防止其沾在皮肤上 |
[提醒] 试剂取用要做到“三不”:不能用手直接接触试剂;不要把鼻孔凑到容器口去闻试剂的气味;不能尝任何试剂的味道。
(2)向仪器中加入试剂的操作方法
①向容器内加固体试剂
②向容器内加液体试剂
2.试纸的使用
(1)类型及作用
红色石蕊试纸 | 定性检验碱性溶液 |
蓝色石蕊试纸 | 定性检验酸性溶液 |
pH试纸 | 定量检验溶液酸碱性的强弱 |
淀粉KI试纸 | 检验Cl2等具有强氧化性的物质 |
品红试纸 | 检验SO2等具有漂白性的物质 |
(2)使用方法
①检验溶液:取一小块试纸放在表面皿或玻璃片上,用蘸有待测液的玻璃棒点在试纸中部,观察试纸颜色的变化。
②检验气体:一般先将试纸润湿,粘在玻璃棒的一端,并使其接近出气口,观察颜色的变化。
(3)注意事项
①不可使用pH试纸测定H2O2、浓HNO3、氯水、NaClO、Ca(ClO)2等具有漂白性溶液的pH。
②用pH试纸测定溶液的pH时试纸不可润湿,否则可能导致误差,使酸性溶液pH偏大,碱性溶液pH偏小,中性溶液无影响。
③蓝色石蕊试纸检测酸性物质,由蓝色变红色,而红色石蕊试纸检测碱性物质,由红色变蓝色;(CH3COO)2Pb试纸检测H2S,由白色变黑色。
3.物质的溶解
(1)固体的溶解
①使用仪器:烧杯、试管、玻璃棒等。
②促溶方法:研细、搅拌、加热等。
③注意事项:FeCl3、AlCl3等易水解的固体溶解时不能加热。
(2)液体的溶解
一般方法:将密度的液体沿着器壁慢慢注入密度的液体中,并用玻璃棒轻轻搅拌。如浓H2SO4稀释时是把浓H2SO4慢慢加入到水中,并用玻璃棒不断搅拌。
(3)气体的溶解
①对溶解度不大的气体,如CO2、Cl2、H2S等,用如图a所示装置。
②对极易溶于水的气体,如NH3、HCl等,用如图b所示装置。
4.物质的加热
(1)直接加热法(如试管、蒸发皿等):操作时,要先预热再将火焰固定在试管底部加热。加热粉末状固体时,为了防止堵塞导管口,常在导管口塞一团棉花。
对盛有液体的试管加热,要使试管口向斜上方倾斜(约45°),试管口不能对着人;加热时,还要不断振荡试管,以防止液体局部过热而引起暴沸。
(2)垫石棉网加热(如烧杯、烧瓶等)。
(3)物浴加热:对温度不超过100 ℃的实验,可用水浴来加热,好处:一是受热均匀,二是便于控制反应的温度(如实验室制硝基苯和测定物质溶解度等),若加热温度超过100 ℃,就要用油浴、沙浴等。
[提醒] ①中学阶段,用水浴加热的有机实验:硝基苯的制取(55~60 ℃),乙酸乙酯的水解(70~80 ℃),银镜反应(热水浴),蔗糖水解等。
②加热需要冷凝回流时,要在容器口安装长导管或球形冷凝管,如制溴苯、硝基苯、溴乙烷、乙酸乙酯等。
5.仪器的洗涤
(1)常用的方法
使用毛刷,用特殊试剂或蒸馏水冲洗。
(2)洗净的标准
玻璃仪器内壁附着均匀的水膜,既不聚成滴,也不成股流下。
(3)常见残留物的洗涤
待清洗仪器 | 污物 | 清洗试剂 |
做过KMnO4分解实验的试管 | MnO2 | 热的浓盐酸 |
做过碘升华的烧杯 | 碘 | 酒精 |
长期存放FeCl3溶液的试剂瓶 | Fe(OH)3 | 稀盐酸 |
长期存放澄清石灰水的试剂瓶 | CaCO3 | 稀盐酸 |
做过银镜实验的试管 | 银 | 稀硝酸 |
做过油脂实验的试管 | 油污 | 热的纯碱液 |
通入H2S后的盛有H2SO3溶液的试管 | 硫 | 热的NaOH溶液 |
6.装置气密性的检查
方法 | 微热法 | 液差法 | 气压法 |
原理 | 升高装置中气体的温度,使气体体积膨胀 | 缩小装置中气体的体积,增大压强 | 封闭气体压强增大,使液滴不能滴下 |
图示 | |||
具体 操作 | 塞紧橡胶塞,将导气管末端伸入盛水的烧杯中,用手捂热(或用酒精灯微热)烧瓶 | 塞紧橡胶塞,用止水夹夹住导气管的橡胶管部分,从长颈漏斗向试管中注水 | 塞紧橡胶塞,关闭止水夹,打开分液漏斗活塞,向烧瓶中加水 |
现象 说明 | 烧杯中有气泡产生,停止微热,冷却后导气管末端形成一段水柱,且保持一段时间不下降 | 停止加水后,长颈漏斗中的液面高于试管中的液面,且一段时间内液面差不变 | 一段时间后,液滴不能滴下 |
[提醒] 装置气密性的检查必须在放入试剂之前进行。
[对点训练]
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)取用少量液体可以使用胶头滴管(√)
(2)用湿润的碘化钾淀粉试纸鉴别Br2(g)和NO2(×)
(3)用红色石蕊试纸检验氨气的性质时,试纸不能湿润(×)
(4)用玻璃棒蘸取CH3COOH溶液点在水湿润的pH试纸上,测定该溶液的pH(×)
(5)用干燥且洁净的玻璃棒蘸取NaClO溶液,滴到放在表面皿上的pH试纸上测pH(×)
(6)做钠盐溶液的焰色反应时,用玻璃棒蘸取待测液放在酒精灯火焰上灼烧(×)
2.下列实验操作能达到目的的是( )
解析:选D 滴加液体时胶头滴管通常不能伸到试管内,A错误;稀释浓硫酸时应该将浓硫酸注入到水中,B错误;从食盐水中提取氯化钠晶体需要蒸发,蒸发需用蒸发皿,不能用坩埚,C错误;滴定管有橡胶管,该滴定管是碱式滴定管,可以量取15.00 mL NaOH溶液,D正确。
3.下列叙述不正确的是( )
A.稀盐酸可除去烧瓶内残留的MnO2
B.不能使用磨口玻璃塞保存NaOH溶液
C.稀硝酸可除去试管内壁的银镜
D.煮沸自来水可除去其中的Ca(HCO3)2
解析:选A A项,稀盐酸与MnO2不发生反应,因此不能除去烧瓶内残留的MnO2,应用热的浓盐酸,错误;B项,NaOH与玻璃中的SiO2会发生反应:2NaOH+SiO2===Na2SiO3+H2O,产生的Na2SiO3有黏性,会将玻璃瓶与玻璃塞黏在一起,因此不能使用玻璃塞,要用橡胶塞,正确;C项,稀硝酸有强氧化性,能够与Ag发生反应产生可溶性的AgNO3,达到除去试管内壁的银镜的目的,正确;D项,煮沸自来水,由于水中含有的Ca(HCO3)2不稳定,受热会发生分解反应:Ca(HCO3)2CaCO3↓+H2O+CO2↑,降低了水的硬度,达到除去Ca(HCO3)2的目的,正确。
4.下列有关试纸的叙述正确的是( )
A.用干燥洁净的玻璃棒蘸取某溶液,点在湿润的pH试纸上,跟标准比色卡比较来测定该溶液的pH
B.使湿润的淀粉KI试纸变蓝的气体一定是氯气
C.使湿润的品红试纸褪色的气体必是SO2
D.使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体是氨气
解析:选D A项中测溶液的pH时,pH试纸不能湿润;B项中使湿润的淀粉KI试纸变蓝的气体不一定是氯气,只要是具有强氧化性的气体都可以;C项中使湿润的品红试纸褪色的气体也可能是Cl2;D项,中学阶段所学的使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体只有氨气。
5.下列是一些装置气密性检查的方法,其中正确的是( )
解析:选B A、C、D中都未形成封闭体系。
知识点二 熟记化学实验的规范操作要求
1.化学实验中的10个“先与后”
(1)加热试管时,先均匀加热,后局部加热。
(2)使用容量瓶、分液漏斗、滴定管前,先检查是否漏水,后洗涤干净。
(3)制取气体时,先检查装置的气密性,后装试剂。
(4)用排液法收集气体时,先移导管后撤酒精灯。
(5)用石蕊试纸、淀粉碘化钾试纸检验气体性质时,要先用蒸馏水将试纸润湿,后将试纸靠近气体检验。
(6)未知溶液鉴别时,先取少量溶液,后操作,观察现象得出结论。
(7)中和滴定实验,用蒸馏水洗净的滴定管、移液管要先用待盛液洗涤2~3次后,后盛装试液。注入滴定管中的液体液面开始在“0”刻度以上,当赶走滴定管尖嘴部分的空气后,溶液液面应在“0”刻度或“0”刻度以下。
(8)点燃可燃性气体时,应先验纯后点燃(比如H2的爆炸极限是在与氧气混合4%到74.2%时,如果不验纯,就不知道集气瓶内有没有掺杂的氧气,点燃时就容易爆炸);净化气体时,应先净化后干燥。
(9)配制一定物质的量浓度溶液时,溶解或稀释后的溶液应先冷却后移入容量瓶。
(10)检验蔗糖、淀粉水解程度时,先在水解后的溶液中加NaOH溶液中和H2SO4,后加银氨溶液或新制Cu(OH)2悬浊液反应。
2.化学实验中的6个“上、下”
(1)收集气体时,相对分子质量大于29的用向上排空气法收集,小于29的用向下排空气法收集。
(2)分液操作时,下层液体应打开旋塞从下方放出,上层液体要从分液漏斗的上口倒出。
(3)配制一定物质的量浓度溶液,在引流时,玻璃棒的上面不能靠在容量瓶口,而下端则应靠在容量瓶刻度线下的内壁上(即下靠上不靠,下端靠线下)。
(4)用水冷凝气体时,冷凝管中水从下端口流入上端口流出(逆流原理)。
(5)温度计测液体温度时,水银球应在液面下,而测蒸气温度时,应在液面上。
(6)制气体实验中,长颈漏斗的末端应插入液面下,而用分液漏斗加液时,漏斗下端不能插入液面下。
3.化学实验操作“10不能”
(1)酸式滴定管不能装碱性溶液,碱式滴定管不能装酸性及氧化性溶液。
(2)容量瓶不能长期存放溶液,更不能作为反应容器,也不可加热,瓶塞不可互用。
(3)烧瓶、烧杯、锥形瓶不能直接加热。
(4)pH试纸不能直接蘸取待测液,不能用蒸馏水润湿。
(5)试剂不能入口和用手直接接触,实验剩余试剂不能放回原处(K、Na等除外),不能随意丢弃,要放入指定容器中。
(6)中和滴定实验中锥形瓶不能用待测液润洗。
(7)量筒不能用来配制溶液或进行化学反应,更不能用来加热或量取热的溶液。
(8)试纸不能直接用手拿,要用镊子夹取。
(9)用坩埚或蒸发皿加热完后,不能直接用手拿,应用坩埚钳夹取。
(10)使用玻璃容器加热时,不能使玻璃容器的底部跟灯芯接触,以免容器破裂;高温的玻璃容器,不能用冷水冲洗或放在桌面上,以免骤冷破裂。
4.常见意外事故的处理
意外事故 | 处理方法 |
金属钠、钾起火 | 用沙土盖灭 |
酒精灯不慎碰倒起火 | 用湿抹布盖灭 |
浓碱液溅到皮肤上 | 用较多水冲洗,然后涂上硼酸溶液 |
浓硫酸溅到皮肤上 | 用大量冲洗,然后涂上3%~5% NaHCO3 溶液 |
不慎将酸溅到眼中 | 用大量水冲洗,边洗边眨眼睛,切不可用手揉眼睛 |
温度计水银球不慎碰破 | 先用胶头滴管吸回试剂瓶,再用硫粉覆盖 |
液溴沾到皮肤上 | 用酒精擦洗 |
重金属盐中毒 | 喝大量豆浆、牛奶,并及时送医院 |
5.化学实验安全操作的“六防”
防爆炸 | ①点燃可燃性气体(如H2、CO、CH4、C2H4)或用CO、H2还原Fe2O3、CuO之前,要检验气体纯度 ②用H2或CO还原CuO时,应先通入H2或CO,在装置尾部收集气体并检验纯度,若尾部气体已纯净,说明装置中的空气已排尽,可对装置加热 |
防暴沸 | 配制硫酸的水溶液或硫酸的酒精溶液时,要将密度大的浓硫酸缓慢倒入水或酒精中;加热液体混合物时要加沸石或碎瓷片 |
防倒吸 | 用试管加热固体时,试管底部要略高于管口,如实验室制O2、NH3等;加热液体时试管口要向上倾斜;加热法制取并用排水法收集气体或吸收溶解度较大气体时,要注意熄灯顺序或加装安全瓶 |
防失火 | ①可燃性物质如钾、钠、白磷等强还原剂要妥善保存,与强氧化剂要分开存放 ②使用易挥发性可燃物,如乙醇、乙醚、汽油等应防止蒸气逸出,添加易燃品一定要远离火源 |
防中毒 | 制取有毒气体(如Cl2、CO、SO2、H2S、NO2、NO)时,应在通风橱中进行,且进行尾气处理 |
防污染 | 用胶头滴管滴加液体时,不伸入瓶内,不接触试管壁(向FeSO4溶液中加NaOH溶液除外);取用试剂时试剂瓶盖倒放于桌面上;药匙和胶头滴管尽可能专用(或洗净、擦干后再取其他试剂);废液及时处理;凡有污染性气体(如Cl2、SO2、CO、NOx等)产生的均需对尾气进行吸收或处理 |
[对点训练]
1.(2017·海南高考改编)下列实验操作正确的是( )
A.滴定前用待测液润洗锥形瓶
B.容量瓶和滴定管使用前均需要检漏
C.蒸馏完毕时,先关闭冷凝水,再停止加热
D.分液时,下层溶液先从下口放出,上层溶液再从下口放出
解析:选B 滴定前锥形瓶不能用待测液润洗,否则造成所测浓度偏高,故A错误;容量瓶和滴定管使用前都需要检漏,否则对实验的数据产生干扰,故B正确;蒸馏完毕时,先停止加热,后关闭冷凝水,故C错误;分液时,下层溶液从下口放出,上层液体从上口倒出,故D错误。
2.下列实验或操作正确的是( )
解析:选D A项,液体太多,不能超过试管容积的,错误;B项,不能用手拿,应该用坩埚钳,错误;C项,试管口应略向下倾斜,错误;D项,向容量瓶中转移液体时需要玻璃棒引流,正确。
3.下列实验操作能达到实验目的的是( )
A.用长颈漏斗分离出乙酸与乙醇反应的产物
B.用向上排空气法收集铜粉与稀硝酸反应产生的NO
C.配制氯化铁溶液时,将氯化铁溶解在较浓的盐酸中再加水稀释
D.将Cl2与HCl混合气体通过饱和食盐水可得到纯净的Cl2
解析:选C A项,乙酸和乙醇反应的产物为乙酸乙酯,分离乙酸乙酯应该用分液漏斗,长颈漏斗不带有活塞,无法用于分离操作,错误;B项,NO会与空气中的氧气反应生成NO2,且NO密度与空气相近,故不能用排空气法收集,错误;C项,氯化铁易发生水解,所以配制时应在较浓的盐酸中溶解,再加水稀释,正确;D项,将Cl2与HCl混合气体通过饱和食盐水可除去其中的HCl,但是得到的Cl2未干燥,会含有水蒸气,错误。
4.化学实验操作中必须十分重视安全问题。下列处理方法错误的是( )
A.不慎打翻燃着的酒精灯,立即用湿抹布盖灭
B.用排水法收集O2结束时,先撤酒精灯,再撤导气管
C.给盛有液体的试管加热时,要不断移动试管或加入碎瓷片
D.浓碱液滴在皮肤上,立即用大量水冲洗,然后涂上硼酸溶液
解析:选B 应先撤导气管再撤酒精灯,这样可防止倒吸。
5.指出下列仪器使用或实验的第一步操作
(1)气体的制取与性质探究实验______________。
(2)点燃氢气或甲烷等可燃性气体________________。
(3)用淀粉碘化钾试纸检验氯气__________________。
(4)用托盘天平称量固体烧碱________________。
(5)使用时第一步操作必须检查是否漏水的常见仪器有_____________________。
答案:(1)检查装置的气密性 (2)检验气体的纯度 (3)润湿 (4)调零 (5)分液漏斗、酸式滴定管、碱式滴定管、容量瓶